أعلنت NVIDIA وCisco عن مواصفات مشتركة لوحدة بصريات جديدة قابلة للتوصيل في 12 أكتوبر، تسمى Ultra-Dense Small Form Factor Pluggable (USFP)، المصممة لتحمل حمل الشبكات للجيل القادم من مصانع الذكاء الاصطناعي. وفقًا للبيان الصحفي لـ NVIDIA، فإن USFP يهدف إلى أن يكون الوحدة الأولى التي تدعم الإشارات الكهربائية بسرعة 400 جيجابت/ثانية لكل حارة، مما يتيح سعة إجمالية تصل إلى 12.8 تيرابايت/ثانية - وهي قفزة في الكثافة تقول الشركات إنها ستسمح للمشغلين بتوسيع نطاق أنسجة Ethernet AI دون إضافة طبقات الشبكة أو تفجير ميزانيات الطاقة الخاصة بهم.
يعد هذا الإعلان أحدث علامة على أن شبكات مراكز البيانات، والتي كانت لفترة طويلة السباكة غير الجذابة للحوسبة السحابية، أصبحت ساحة معركة استراتيجية في بناء الذكاء الاصطناعي. ومع نمو المجموعات من آلاف إلى مئات الآلاف من المسرعات، فإن البصريات التي تربط بينها تشكل الآن اقتصاديات وفيزياء الذكاء الاصطناعي على نطاق واسع. بالنسبة للسياق الأوسع لكيفية إعادة تموضع بائعي البنية التحتية لعصر الوكلاء، فإن قسم أخبار الذكاء الاصطناعي لدينا يتتبع التحركات فور حدوثها.
ما الذي يتغير فعليًا في USFP
تعمل الوحدات القابلة للتوصيل عالية الأداء اليوم إلى حد كبير بسرعة 200 جيجابايت/ثانية لكل ممر كهربائي. يضاعف USFP ذلك إلى 400 جيجابت/ثانية لكل ممر مع الحفاظ على عامل الشكل القابل للتوصيل الذي يعرف المشغلون كيفية نشره وصيانته. وفقًا للأرقام المنشورة من NVIDIA، يوفر USFP عرض النطاق الترددي وكثافة اللوحة الأمامية 4 أضعاف مقارنة بوحدات 200 جيجابايت/ثانية لكل حارة، مع ما يقرب من 1.3 مرة من كفاءة الطاقة - مما يعني نقل المزيد من البيانات لكل واط.
يعالج هذا المزيج مشكلة تفاقم في تصميم مصنع الذكاء الاصطناعي. عندما يصل المحول إلى سعة منفذه، فإن الطريقة الوحيدة لإضافة المزيد من الحوسبة هي إضافة طبقة أخرى من المحولات والروابط الضوئية، مما يؤدي إلى زيادة زمن الوصول والتكلفة الرأسمالية واستهلاك الطاقة مع كل طبقة. من خلال مضاعفة كل من عدد الممرات وعرض النطاق الترددي لكل حارة، يتيح USFP لعدد أكبر من نقاط النهاية التي تبلغ سرعتها 1.6 تيرابايت/ثانية الاتصال من خلال نفس مساحة التبديل، مما يؤدي إلى تأجيل النقطة التي يجب عندها على المشغلين شراء طريقهم للخروج من الازدحام بمزيد من الطبقات.
وقال جلعاد شاينر، نائب الرئيس الأول لشركة NVIDIA، في الإعلان: "إن بناء أكبر مصانع الذكاء الاصطناعي في العالم يبدأ بإعادة التفكير في أصغر الاتصالات".
ستة عشر ممرًا في مساحة بحجم OSFP
ستقوم أجهزة الإرسال والاستقبال الأولى المخطط لها المستندة إلى USFP بتعبئة 16 مسارًا مزدوجًا كاملاً في مساحة بحجم وحدة OSFP - عامل الشكل الأساسي الشائع بالفعل في عمليات نشر مجموعة الذكاء الاصطناعي - التي تدعم كلاً من المحولات وشبكات SuperNIC. وتقول NVIDIA إن التصميم يمكن أن يتوسع إلى 32 مسارًا وما بعده في المستقبل، الأمر الذي من شأنه أن يدفع سعة كل وحدة إلى ما هو أبعد من سقف اليوم.
ميكانيكيًا، تتطلب كثافة الإشارة الأعلى تفكيرًا جديدًا للموصل: يستخدم USFP موصل مصفوفة ثنائي الأبعاد مع تصميم إدخال من خطوتين، مما يحافظ على إمكانية الخدمة للوحة الأمامية مما يجعل البصريات القابلة للتوصيل مفضلة على البدائل الملحومة. قال بيل جارتنر، نائب الرئيس الأول والمدير العام للأنظمة البصرية والبصريات في شركة سيسكو: "يحتاج مطورو الذكاء الاصطناعي إلى بنية مترابطة يمكنها توسيع الأداء دون تقييدهم في نموذج تشغيل أكثر تعقيدًا"، مشددًا على أن التعاون يهدف إلى الحفاظ على "قابلية الخدمة ومرونة النشر والبساطة التشغيلية للبصريات القابلة للتوصيل".
مسرحية النظام البيئي، وليس مجرد وحدة
تقوم NVIDIA وCisco بتأطير USFP بشكل صريح كجهد مفتوح ومتعدد البائعين: تعمل TE Connectivity وAmphenol بالفعل مع الشركتين لبناء نظام بيئي للأجهزة متعدد المصادر حول المواصفات. وهذا أمر مهم لأن البصريات القابلة للتوصيل لا تنجح إلا كمعايير، حيث يشتريها المشغلون بعشرات الآلاف، ولا يستطيع أي بائع واحد توفير (أو تسعير) هذا الحجم بمفرده.
كما يقلل النهج متعدد المصادر من المخاطر التي يواجهها صانعو المحولات والمتوسعون الفائقون الذين يفكرون في اعتمادها. إذا كانت أجهزة الإرسال والاستقبال USFP متاحة من موردين متعددين، فيمكن للوحدة أن تتبع نفس المسار مثل الأجيال السابقة القابلة للتوصيل: انخفاض سريع في التكلفة، وقابلية التشغيل البيني على نطاق واسع، والإزاحة التدريجية للتوصيلات البينية الخاصة أو الملحومة عند طبقات حافة الشبكة.
القوة هي عنق الزجاجة الجديد
تستحق مطالبات كفاءة الطاقة اهتمامًا خاصًا. الهدف المعلن لـ NVIDIA لـ USFP هو تقليص "حصة الشبكات من ميزانية الطاقة الإجمالية لمصنع الذكاء الاصطناعي" - وهو اعتراف بأنه مع ارتفاع كثافات الحوسبة، تتنافس تكلفة الطاقة لنقل البيانات مع تكلفة الطاقة للحوسبة. كل جيجابت يتم نقلها بين الرفوف تكلف واطًا، وعلى نطاق مصنع الذكاء الاصطناعي، تترجم هذه الواط مباشرة إلى اتصالات شبكة مقيدة ونفقات تشغيل.
إعلان البصريات لم يصل بمعزل عن غيره. وفي اليوم نفسه، قالت NVIDIA إنها تفتح تصميماتها المعمارية لرف Vera Rubin لمجتمع Open Compute Project، ووصفت التغطية من SiliconANGLE وWccftech تبسيطات جذرية لأدراج الحوسبة - تجريد الكابلات والخراطيم والمراوح - جنبًا إلى جنب مع عمل بصريات Cisco. ذكرت FourWeekMBA أن Meta تتبنى منصة NVIDIA's Spectrum-6 Ethernet. معًا، ترسم الحركات دفعة منسقة: فتح التصميمات المادية، وتكثيف البصريات، وجعل Ethernet النسيج المفضل للذكاء الاصطناعي على نطاق واسع.
ما يجب مشاهدته
USFP عبارة عن مواصفات تتعلق بالمنتجات المخطط لها، وليس أجهزة الشحن - لغة NVIDIA ("أول أجهزة إرسال واستقبال مستندة إلى USFP") تترك الجدول الزمني فضفاضًا عمدًا. يتم اعتماد المقاييس التي يجب مراقبتها من قبل بائعي المحولات خارج شركة Cisco، وتسعير أجهزة الإرسال والاستقبال مقارنة بأجزاء 200 جيجابت لكل حارة، وما إذا كانت الإشارات الكهربائية بسرعة 400 جيجابت / ثانية لكل حارة تلبي أهداف الموثوقية الخاصة بها من حيث الحجم.
إذا نجحت، فيمكن أن تفعل USFP لشبكات عصر الذكاء الاصطناعي ما فعلته أجيال QSFP المتعاقبة لمراكز البيانات السحابية: إنشاء إيقاع ربط السلع الذي تعتمد عليه الصناعة بأكملها. وفي سوق حيث كان نسيج NVLink المملوك لشركة NVIDIA بمثابة حجة رئيسية، فإن المعيار المفتوح عالي الكثافة القابل للتوصيل - والذي تم تأليفه بالاشتراك مع Cisco، أكبر مورد للشبكات - يعد أيضًا بيانًا تنافسيًا حول كيفية بناء مصانع الذكاء الاصطناعي.
